高中物理第一章静电场1.3电场强度知识导学案新人教版选修3_1
高二物理教案 选修3-1第一章 静电场导学案
班级：姓名：（1）定义：电容器所带电荷量Q与电容器两板间的电势差U的比值⑵、表达式：⑶意义：表征电容器容纳电荷本领的大小；由本身结构决定。
⑷单位：法拉（），常用微法（）、皮法（)1F=106μF=1012 pF⑸额定电压与击穿电压⑹平行板电容器的电容3、关于平行板电容器的两类问题⑴电容器与电源相连，则⑵电容器充电后与电源断开，则考点六：带电粒子在电场中的运动典型问题分析——加速问题和偏转问题（一）直线运动情况：如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U．两板间有一个带正电荷量为q的带电粒子，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？（二）带电粒子的偏转如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，板间距离为d．在两板间加以电压U，两板间的匀强电场的场强为E=U/d．现有一电荷量为q的带电粒子以水平速度v0射入电场中.（1）.加速度（2）.侧向速度（3）.偏向角（4）.侧向位移（5）.侧向位移与偏向角（6）.增加的动能巩固训练21、两个半径相同的同种金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的[ ]A.4/7B.3/7C. 9/7D. 16/72、A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q 的电荷，所受电场力为F，A 点的场强为E，则[ ]A．若在A点换上－q，A点场强方向发生变化B．若在A点换上电量为2q 的电荷，A点的场强将变为2EC．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零D．A点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关3、如图所示,是在一个电场中的a,b,c,d四个点分别引入试探电荷时,电荷所受电场力F跟引入的电荷量q之间的关系图线,下列说法正确的是（）A.该电场是匀强电场B.a,b,c,d四点的电场强度大小关系是Ed>Eb>Ea>EcC.这四点的场强大小关系是Eb>Ea>Ec>EdD.无法比较E的大小4、电场强度的定义式为E＝F／q [ ]A．该定义式只适用于点电荷产生的电场B．F是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷电量C．场强的方向与F的方向相同D．由该定义式可知，电场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比5、对公式E=kQ/r2 的几种不同理解，错误的是( )A．当r→0时，E→∞B．当r→∞时，E→0C．某点的场强与点电荷Q的大小无关D．在以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同6、如图示，在匀强电场E中，一个负电荷在外力作用下由A点运动到B点，则（）A.外力与电场力对电荷做功之和等于电荷电势能的增量与动能增量之和B.外力对电荷所做的功等于电荷电势能的增量与动能增量之和C.外力和电场力对电荷做功之和等于电荷动能的增量D.电荷克服电场力所做的功等于电荷动能的增量E.电荷克服电场力所做的功等于电荷电势能的增量7、在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是[ ]A．电场强度大的地方电势一定高B．电势为零的地方场强也一定为零C．场强为零的地方电势也一定为零D．场强大小相同的点电势不一定相同8、下述说法正确的是[ ]A．在同一等势面上移动电荷，电场力不作功B．等势面上各点场强大小一定相等C．电场中电势高处，电荷的电势能就大D．电场强度大处，电荷的电势能就大9、概念辨析：请判断下列说法是否正确⑴.电场线越密的位置，电势越高（)⑵.与零电势点电势差越大的位置，电势越高( )⑶.电势越高的位置，电场强度越大( )⑷.电荷沿电场线方向运动，电荷所在位置的电势越来越低( )⑸.电场强度为零的位置，电势也一定为零( )⑹.电势为零的位置，电场强度也一定为零( )⑺.电荷沿电场线方向运动，所具有的电势能越来越小( )⑻.电荷在电势越高的位置，电势能越大( )（9）.电荷所具有的电势能越大的位置，电势越高( )9、如图a,b,c是一条电力线上的三个点，电力线的方向由a到c, a、b间的距离等于b、c间的距离。
物理：1.3《电场强度》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
学习目标： 知道电荷间的相互作用是通过电场 学习目标 ： 1.知道电荷间的相互作用是通过电场 实现的，场与实物是物质存在的两种不同形式 实现的，场与实物是物质存在的两种不同形式. 2．体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度 ．体会用比值定义物理量的方法， 的定义、公式、单位、方向. 的定义、公式、单位、方向 3．能推导点电荷场强公式，知道叠加原理，并进 ．能推导点电荷场强公式，知道叠加原理， 行简单计算. 行简单计算 4．知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电 ．知道电场线的定义和特点， 场强度的大小、方向 场强度的大小、方向.
பைடு நூலகம்
四、电场线 1．电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线， ．电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线， 曲线上每点的 切线方向 表示该点的电场强度方向， 表示该点的电场强度方向，
电场线不是实际存在的线，而是为了形象描述电场而假 电场线不是实际存在的线， 想的线. 想的线
2．电场线的特点： ．电场线的特点： (1)电场线从 正电荷 电场线从 无穷远 或 负电荷 ； (2)电场线在电场中不 相交 ； 电场线在电场中不 (3)在同一电场里，电场线 密集 的地方场强大 在同一电场里， 的地方场强大. 在同一电场里 或 无穷远 出发终止于
二、电场强度 1．定义：放入电场中某一点的检验电荷受到的静 ．定义： 电力跟它的电荷量的 比值 ，叫做该点的电场强度. 叫做该点的电场强度 2．公式： ．公式： . .
3．单位：牛/库，符号 N/C ．单位： 库
4．方向：电场强度是矢量，规定某点电场强度的 ．方向：电场强度是矢量， 在该点所受的静电力的方向相同.负电 方向跟 正电荷 在该点所受的静电力的方向相同 负电 荷在电场中某点所受的静电力的方向跟该点电场强度的 方向 相反 .
高中物理人教版选修3-1全册学案：第一章静电场第11讲带电粒子在电场中的运动
第11讲 带电粒子在电场中的运动[目标定位] 1.会从力和能量角度分析计算带电粒子在电场中加速和偏转的有关问题.2.知道示波管的主要构造和工作原理．一、带电粒子的加速如图1所示，初速度为零、质量为m 、带电荷量为q 的带正电粒子，由静止开始从正极板通过电势差为U 的电场到达负极板，求其速度时可根据qU ＝12mv 2，得v ＝2qUm.图1深度思考(1)若上述粒子从两极板的中点由静止开始运动到负极板，则粒子到达负极板的速度是多少？(2)若上述粒子以速度v 0从正极板运动到负极板，其速度又是多少？ 答案 (1) qU m .两极板的中点与负极板的电势差为U 2.由动能定理q U 2＝12mv 2， 得v ＝qU m (2)v 20＋2qU M ，由动能定理qU ＝12mv 2－12mv 20，得v ＝v 20＋2qUm例1 如图2所示，M 和N 是匀强电场中的两个等势面，相距为d ，电势差为U ，一质量为m (不计重力)、电荷量为－q 的粒子，以速度v 0通过等势面M 射入两等势面之间，则该粒子穿过等势面N 的速度应是( )图2A.2qU mB ．v 0＋2qUmC.v 20＋2qUmD.v 20－2qUm解析 qU ＝12mv 2－12mv 20，v ＝v 20＋2qUm，选C.答案 C1．两类带电体(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除特殊说明外，一般忽略粒子的重力(但并不忽略质量)．(2)带电微粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除特殊说明外，一般不忽略重力． 2．处理加速问题的分析方法(1)根据带电粒子所受的力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．(2)一般应用动能定理来处理问题，若带电粒子只受电场力作用： ①若带电粒子的初速度为零，则它的末动能12mv 2＝qU ，末速度v ＝2qUm.②若粒子的初速度为v 0，则12mv 2－12mv 20＝qU ，末速度v ＝v 20＋2qUm.针对训练1 如图3所示，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a 点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( )图3A ．保持静止状态B ．向左上方做匀加速运动C ．向正下方做匀加速运动D ．向左下方做匀加速运动 答案 D解析 两平行金属板水平放置时，带电微粒静止有mg ＝qE ，现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°后，两板间电场强度方向逆时针旋转45°，电场力方向也逆时针旋转45°，但大小不变，此时电场力和重力的合力大小恒定，方向指向左下方，故该微粒将向左下方做匀加速运动，选项D 正确．二、带电粒子的偏转如图4甲所示，质量为m 、电荷量为q 的粒子，以初速度v 0垂直于电场方向进入两平行板间场强为E 的匀强电场，极板间距离为d ，两极板间电势差为U ，板长为l .图41．运动性质(1)沿初速度方向：做速度为v 0的匀速直线运动． (2)沿电场力方向：做初速度为零，加速度为a ＝qE m ＝qUmd的匀加速直线运动． 2．运动规律(1)偏转距离：由t ＝l v 0，a ＝qU md ，所以y ＝12at 2＝qU 2md (l v 0)2. (2)偏转角度：因为v y ＝at ＝qUl mdv 0，所以tan θ＝v y v 0＝qUlmdv 20. 3．结论 由y tan θ＝l 2，可知x ＝l2. 如图乙所示，粒子射出电场时速度方向的反向延长线过水平位移的中点，即粒子就像是从极板间l2处射出的一样．深度思考质子11H 和α粒子42He 由静止经同一电场加速后再垂直进入同一偏转电场，它们离开偏转电场时偏移量相同吗？为什么？答案 相同．若加速电场的电压为U 0，有qU 0＝12mv 20①偏移量y ＝12at 2＝12qU md (l v 0)2②①②联立，得y ＝Ul 24U 0d.即偏移量与m 、q 均无关．例2 一束电子流在经U ＝5000V 的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图5所示．若两板间距离d ＝1.0cm ，板长l ＝5.0cm ，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？图5解析 加速过程中，由动能定理有：eU ＝12mv 20进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动l ＝v 0t在垂直于板面的方向电子做匀加速直线运动， 加速度a ＝F m ＝eU ′dm偏移的距离y ＝12at 2电子能飞出的条件y ≤d2联立解得U ′≤2Ud 2l 2＝2×5000×1.0×10－4(5.0×10－2)2V ＝4.0×102V 即要使电子能飞出，两极板上所加电压最大为400V. 答案 400V针对训练2 装置如例2.如果质子经同一加速电压加速(U ＝5000V ，但加速电场方向与例2相反，如图6)，从同一位置垂直进入同一匀强电场(d ＝1.0cm ，l ＝5.0cm)，偏转电压U ′＝400V ．质子能飞出电场吗？如果能，偏移量是多大？图6答案 能 0.5cm解析 在加速电场：qU ＝12mv 20①在偏转电场：l ＝v 0t ②a ＝F m ＝qU ′md③ 偏移量y ＝12at 2④由①②③④得：y ＝U ′l 24Ud上式说明y 与q 、m 无关，解得y ＝0.5cm ＝d2即质子恰好从板的右边缘飞出无论粒子的质量m 、电荷量q 如何，只要经过同一电场U 1加速，再垂直进入同一偏转电场U 2，它们飞出的偏移量y 相同y ＝U 2l 24U 1d ，偏转角θtan θ＝U 2l2U 1d自己证明也相同.所以同性粒子运动轨迹完全重合.三、示波管的原理1．构造示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(由发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X 偏转电极板和一对Y 偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图7所示．图72．原理(1)扫描电压：XX ′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压．(2)灯丝被电源加热后，发射热电子，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如在Y 偏转电极板上加一个信号电压，在X 偏转电极板上加一周期相同的扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y 偏转电压规律变化的可视图象． 深度思考示波管荧光屏上的亮线是怎样产生的？所加的扫描电压和信号电压的周期要满足什么条件才能得到待测信号在一个周期内的稳定图象？答案 电子打在荧光屏上将出现一个亮点，若电子打在荧光屏上的位置快速移动，由于视觉暂留效应，能在荧光屏上看到一条亮线．所加的扫描电压和信号电压的周期相等才能得到待测信号在一个周期内的稳定图象．例3 示波管的内部结构如图8甲所示．如果在偏转电极XX′、YY′之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏中心．如果在偏转电极XX′之间和YY′之间加上图丙所示的几种电压，荧光屏上可能会出现图乙中(a)、(b)所示的两种波形．则( )图8A．若XX′和YY′分别加电压(3)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形B．若XX′和YY′分别加电压(4)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形C．若XX′和YY′分别加电压(3)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形D．若XX′和YY′分别加电压(4)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形解析若XX′和YY′分别加电压(3)和(1)，则横轴自左向右移动，纵轴则按正弦规律变化，荧光屏上可以出现如图(a)所示波形，A对．若XX′和YY′分别加电压(4)和(1)则横轴不变，即波形只在纵轴上，不管纵轴上面波形如何变化始终只能在横轴出现一条线，(a)、(b)都不可能出现，B错．若XX′和YY′分别加电压(4)和(2)，同理，D错．若XX′和YY′分别加电压(3)和(2)则横轴自原点先向正方向运动后返回向负方向运动，到负方向一定位置后又返回，纵轴则先为负的定值后为正的定值，荧光屏上可以出现如图(b)所示波形，C对．答案AC1．(带电粒子的直线运动)(多选)如图9所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则( )图9A ．当增大两板间距离时，v 增大B ．当减小两板间距离时，v 增大C ．当改变两板间距离时，v 不变D ．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大 答案 CD解析 根据动能定理研究电子由静止开始从A 板向B 板运动列出等式：eU ＝12mv 2，得v ＝2eUm所以当改变两板间距离时，v 不变，故A 、B 错误，C 正确；由于两极板之间的电压不变，所以极板之间的场强为E ＝U d， 电子的加速度为a ＝eE m ＝eUmd，电子在电场中一直做匀加速直线运动， 由d ＝12at 2＝eU 2md t 2得电子加速的时间为t ＝d2meU由此可见，当增大两板间距离时，电子在两板间的运动时间增大，故D 正确．故选C 、D. 2．(带电粒子的偏转)如图10所示，有一带电粒子贴着A 板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U 1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U 2时，带电粒子沿②轨迹落到B 板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( )图10A ．U 1∶U 2＝1∶8B ．U 1∶U 2＝1∶4C ．U 1∶U 2＝1∶2D ．U 1∶U 2＝1∶1答案 A解析 由y ＝12at 2＝12·Uq md ·l 2v 20，得U ＝2mv 20dy ql 2，所以U ∝yl2，可知A 项正确．3．(对示波管原理的认识)如图11是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极(XX ′和YY ′)、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极XX ′和YY ′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O 点．图11(1)带电粒子在________区域是加速的，在________区域是偏转的． (2)如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( ) A ．极板X 应带正电B ．极板X ′应带正电 C ．极板Y 应带正电D ．极板Y ′应带正电 答案 (1)Ⅰ Ⅱ (2)AC4．(带电粒子的偏转)如图12为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K 发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A 板间的电压U 1加速，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P 点．已知M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L ，电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．图12(1)求电子穿过A 板时速度的大小； (2)求电子从偏转电场中射出时的偏移量；(3)若要电子打在荧光屏上P 点的上方，可采取哪些措施？ 答案 (1)2eU 1m (2)U 2L 24U 1d(3)见解析 解析 (1)设电子经电压U 1加速后的速度为v 0，由动能定理有eU 1＝12mv 2解得v 0＝2eU 1m.(2)电子沿极板方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动．设偏转电场的电场强度为E ，电子在偏转电场中运动的时间为t ，加速度为a ，电子离开偏转电场时的偏移量为y .由牛顿第二定律和运动学公式有t ＝L v 0a ＝eU 2mdy ＝12at 2 解得y ＝U 2L 24U 1d(3)减小加速电压U 1或增大偏转电压U 2.题组一 带电粒子的加速1．如图1所示，在点电荷＋Q 激发的电场中有A 、B 两点，将质子和α粒子分别从A 点由静止释放到达B 点时，它们的速度大小之比为( )图1A ．1∶2B ．2∶1 C.2∶1 D ．1∶ 2答案 C解析 质子和α粒子都带正电，从A 点释放将受静电力作用加速运动到B 点，设A 、B 两点间的电势差为U ，由动能定理可知，对质子：12m H v 2H ＝q H U ，对α粒子：12m αv 2α＝q αU .所以v Hv α＝q H m αq αm H ＝1×42×1＝2∶1. 2．(多选)图2为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出时的速度大小为v .下面的说法中正确的是( )图2A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度仍为vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度变为v2C ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22vD ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v2答案 AC解析 电子在两个电极间的加速电场中进行加速，由动能定理eU ＝12mv 2－0得v ＝2eUm，当电压不变，A 、K 间距离变化时，不影响电子的速度，故A 正确；电压减半，则电子离开K 时的速度为22v ，C 正确． 3.如图3，一充电后的平行板电容器的两极板相距l .在正极板附近有一质量为M 、电荷量为q (q ＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为－q 的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l 的平面．若两粒子间相互作用力可忽略．不计重力，则M ∶m 为( )图3A ．3∶2B ．2∶1C ．5∶2D ．3∶1答案 A解析 因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l 的平面，电荷量为q 的粒子通过的位移为25l ，电荷量为－q 的粒子通过的位移为35l ，由牛顿第二定律知它们的加速度分别为a 1＝qE M 、a 2＝qE m ，由运动学公式有25l ＝12a 1t 2＝qE 2M t 2①，35l ＝12a 2t 2＝qE 2m t 2②，由①②得M m ＝32.B 、C 、D 错误，A 对．题组二 带电粒子的偏转4．(多选)有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图4所示．其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．不必考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是( )图4A ．减小墨汁微粒的质量B ．减小墨汁微粒所带的电荷量C ．增大偏转电场的电压D ．增大墨汁微粒的喷出速度 答案 BD解析 墨汁微粒在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则L ＝v 0t ；竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则偏移距离y ＝12at 2；且qE ＝ma ，E ＝U d ，联立，解得y ＝12qUmd (Lv 0)2.为了使打在纸上的字迹缩小，可减小墨汁微粒所带的电荷量、减小偏转电压、增大墨汁微粒的质量和增大墨汁微粒的喷出速度，故选项B 、D 正确．5．如图5所示，a 、b 两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a 粒子打在B 板的a ′点，b 粒子打在B 板的b ′点，若不计重力，则( )图5A ．a 的电荷量一定大于b 的电荷量B ．b 的质量一定大于a 的质量C ．a 的比荷一定大于b 的比荷D ．b 的比荷一定大于a 的比荷 答案 C解析 粒子在电场中做类平抛运动，h ＝12·qE m (xv 0)2得：x ＝v 02mhqE.由v 02hm aEq a＜v 02hm bEq b得q a m a ＞q bm b.6．(多选)三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图6所示的运动轨迹，由此可判断( )图6A ．在B 飞离电场的同时，A 刚好打在负极板上 B ．B 和C 同时飞离电场C ．进入电场时，C 的速度最大，A 的速度最小D ．动能的增加量C 最小，A 和B 一样大 答案 ACD解析 由题意知，三个α粒子在电场中的加速度相同，A 和B 有相同的偏转位移y ，由公式y ＝12at 2得，A 和B 在电场中运动的时间相同，由公式v 0＝xt 得v B >v A ，同理，v C >v B ，故三个粒子进入电场时的初速度大小关系为v C >v B >v A ，故A 、C 正确，B 错误；由题图知，三个粒子的偏转位移大小关系为y A ＝y B >y C ，由动能定理可知，三个粒子的动能的增加量C 为最小，A 和B 一样大，D 正确．题组三 综合应用7．如图7所示的示波管，当两偏转电极XX ′、YY ′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O 点，其中x 轴与XX ′电场的场强方向重合，x 轴正方向垂直于纸面向里，y 轴与YY ′电场的场强方向重合，y 轴正方向竖直向上)．若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限，则( )图7A ．X 、Y 极接电源的正极，X ′、Y ′接电源的负极B ．X 、Y ′极接电源的正极，X ′、Y 接电源的负极C ．X ′、Y 极接电源的正极，X 、Y ′接电源的负极D ．X ′、Y ′极接电源的正极，X 、Y 接电源的负极 答案 D解析 若要使电子打在题图所示坐标系的第Ⅲ象限，电子在x 轴上向负方向偏转，则应使X ′接正极，X 接负极；电子在y 轴上也向负方向偏转，则应使Y ′接正极，Y 接负极，所以选项D 正确．8．如图8所示，平行板电容器两极板的间距为d ，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q (q >0)的粒子在电容器中靠近下极板处．以初动能E k0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大．若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为( )图8A.E k04qdB.E k02qd C.2E k02qdD.2E k0qd答案 B解析 根据电荷受力可以知道，粒子在电场中做曲线运动，如图所示．当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上极板平行，如图，将粒子初速度v 0分解为垂直极板的v y 和平行极板的v x ，根据运动的合成与分解，当分速度v y ＝0时，则粒子的速度正好平行上极板，则根据运动学公式：－v 2y ＝－2Eq m d ，由于v y ＝v 0cos 45°，E k0＝12mv 20，联立整理得到E ＝E k02qd，故选项B 正确．9．一束正离子以相同的速率从同一位置，沿垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子( ) A ．都具有相同的质量 B ．都具有相同的电荷量 C ．具有相同的比荷 D ．都是同一元素的同位素答案 C解析 由偏移距离y ＝12·qE m (l v 0)2＝qEl22mv 20可知，若运动轨迹相同，则水平位移相同，偏移距离y 也应相同，已知E 、l 、v 0是相同的，所以应有qm相同．10．(多选)如图9所示，水平放置的平行板电容器，上极板带负电，下极板带正电，带电小球以速度v 0水平射入电场，且沿下极板边缘飞出．若下极板不动，将上极板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v 0从原处飞入，则带电小球( )图9A ．将打在下极板中央B ．仍沿原轨迹由下极板边缘飞出C ．不发生偏转，沿直线运动D ．若上极板不动，将下极板上移一段距离，小球可能打在下极板的中央答案 BD解析 将电容器上极板或下极板移动一小段距离，电容器带电荷量不变，由公式E ＝U d ＝Q Cd＝4k πQεr S可知，电容器产生的场强不变，以相同速度入射的小球仍将沿原轨迹运动．当上极板不动，下极板向上移动时，小球可能打在下极板的中央．11．如图10所示，质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 0垂直射入场强大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中，射出电场的瞬时速度的方向与初速度方向成30°角．在这一过程中，不计粒子重力．求：图10(1)该粒子在电场中经历的时间； (2)粒子在这一过程中电势能的增量． 答案 (1)3mv 03Eq (2)－16mv 20 解析 (1)分解末速度v y ＝v 0tan30°，在竖直方向v y ＝at ，a ＝qEm，联立三式可得t ＝3mv 03Eq. (2)射出电场时的速度v ＝v 0cos30°＝233v 0，由动能定理得电场力做功为W ＝12mv 2－12mv 20＝16mv 20，根据W ＝E p1－E p2得 ΔE p ＝－W ＝－16mv 20.12．两个半径均为R 的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d ，极板间的电势差为U ，板间电场可以认为是匀强电场．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷量为e ，质子和中子的质量均视为m ，忽略重力和空气阻力的影响，求： (1)极板间的电场强度E ；(2)α粒子在极板间运动的加速度a ； (3)α粒子的初速度v 0.答案 (1)U d (2)eU 2md (3)R2d eUm解析 (1)极板间场强E ＝U d(2)α粒子电荷量为2e ，质量为4m ，所受电场力F ＝2eE ＝2eUd，α粒子在极板间运动的加速度a ＝F 4m ＝eU2dm(3)由d ＝12at 2，得t ＝2da＝2dm eU ，v 0＝R t ＝R 2d eUm13．一束电子从静止开始经加速电压U 1加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间，如图11所示，金属板长为l ，两板距离为d ，竖直放置的荧光屏距金属板右端为L .若在两金属板间加直流电压U 2时，光点偏离中线打在荧光屏上的P 点，求OP .图11答案U 2l 2U 1d (l2＋L ) 解析 电子经U 1的电场加速后，由动能定理可得eU 1＝mv 202①电子以v 0的速度进入U 2的电场并偏转t ＝l v 0② E ＝U 2d ③a ＝eE m ④v ⊥＝at ⑤由①②③④⑤得射出极板的偏转角θ的正切值tan θ＝v ⊥v 0＝U 2l 2U 1d. 所以OP ＝(l 2＋L )tan θ＝U 2l 2U 1d (l2＋L )．。
高中物理1_3电场强度导学案新人教版选修3-1
课题：电场强度 【学习目标】1.学生 理解电场的客观存在及其基本性质。
2. 学生知道电场强度的定义，场强的矢量性。
3．学生能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能应用。
4．学生知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．5．学生知道电场线的特点，几种常见电场的电场线分布情况。
6．学生知道匀强电场的特点和电场线分布情况。
【学习重点】电场强度的概念及其定义式、电场的叠加原理，知道电场线的特点，掌握几种典型场的电场线分布情况【学习难点】电场强度【学法建议】 阅读、讨论、合作探究【知识衔接】自主学习一、电场1．电场存在于哪里？有什么基本性质？二、电场强度1.对试探电荷有什么要求？2．同一试探电荷，放在电场中的不同位置受力不同，表明不同位置电场的强弱不同．如何准确描述这种性质？3.从数学角度上看，F q的大小表示什么？ 4.根据公式E ＝F q可以得出E 与F 成正比、与q 成反比的结论吗？ 合作探究三、点电荷的电场真空中孤立点电荷形成的电场中，某点的场强大小由哪些因素决定？表达式是什么？四．电场强度的叠加空间同时存在几个电场时，如何求某点的场强？五、电场线1、什么是电场线？2、如何用电场线形象描述电场？3、电场线有哪些特点？4、请画出下列电荷电场线的分布。
并说出有何特点？（1）正点电荷 （2）负点电荷 （3）等量同种电荷 （4）等量异种电荷5、什么是匀强电场？匀强电场电场线分布特点【练习反馈】1、电场强度的定义式E ＝F/q ，下列说法正确的是：（ ）A 、该定义式只适用于点电荷形成的电场B 、F 是试探电荷所受到的力，q 是产生电场电荷的电荷量C 、电场强度的方向与F 的方向相同D 、由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比2、下列关于点电荷的场强公式2r kQ E 的说法中，正确的是：（ ） A 、 在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正比，与r 2成反比B 、 Q 是产生电场的电荷，r 是场强为E 的点到Q 的距离C 、 点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都指向点电荷QD 、点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定都背向点电荷Q3. 图所示的各电场中，A 、B 两点场强相同的是( )【归纳总结】【达标检测】1．下列说法中正确的是（ ）A 、只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B 、电场是一种物质，它与其它物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C 、电荷间相互作用是通过电场而产生，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D 、电场是人为设想出来的，其实并不存在2．A 为已知电场中的一固定点，在A 点放一电荷量为q 的电荷，所受电场力为F ，A 点的场强为E ，则( )A ．若在A 点换上－q ，A 点场强方向发生变化B ．若在A 点换上电荷量为2q 的电荷，A 点的场强将变为2EC ．若在A 点移去电荷q ，A 点的场强变为零D ．A 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关3．如图为点电荷Q 产生的电场的三条电场线，下面说法正确的是( )．A ．Q 为负电荷时，E A > EB B ．Q 为负电荷时，E A < E BC ．Q 为正电荷时，E A > E BD ．Q 为正电荷时，E A < E B【例题1】1.真空中有一个点电荷＋Q 1，在距其r 处的P 点放一电荷量为＋Q 2的试探电荷，试探电荷受到的电场力为F ，则下列答案中正确的是：（ ）A 、 P 点的场强大小为 F/Q1B 、 B. P 点的场强大小等于F/Q 2也等于KQ 2/r 2C.试探电荷的电荷量变为2Q 2时，Q 2受到的电场力将变为2F ，而P 处的场强为F/Q 2D.若在P 点不放试探电荷，则无法确定该点的场强方向【变式1】将一电荷量为2×10-5的试探电荷放在点电荷Q 的电场中的P 点处，所受的电场力的大小为2×10-2N ，则P 点的电场强度的大小为 N/C ，如果P 点距点电荷Q 为10cm ，则Q 的电荷量为 C 。
人教版物理选修31全套(导学案).doc
人教版物理选修31 全套 (导学案 )第一章静电场§ 1. 1 电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。
2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。
3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。
4、知道用电场线描述电场的方法。
理解引入电场线的意义。
【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。
电荷的多少叫做，单位是库仑，符号是C。
所有带电体的带电量都是电荷量 e=的整数倍，电荷量e称为。
s响不大时，可以将带电体视为点电荷。
真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。
3、使物体带电有方法：摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。
4、电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量，这就是电荷守恒定律。
二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2积成，跟它们的距离r的成反比，作用力的方向沿着它们的公式 F=其中静电力常量k适用范围：真空中的。
4、库仑定律与万有引力定律的比较如下表：的乘。
定律共同点区别影响大小的因素万有引力定律（1）都与距离的二次与两个物体、有m1 ， m2， r 关，只有力方成反比与两个物体、有库仑定律（2）都有一个常量Q1 ， Q2， r关，有力，也有力三、电场强度1、电场和电场强度电场电场是电荷之间发生相互作用的媒介物质，周围存在电场，电场强度和放入电场中某点的电荷所受的跟该电荷所带的比值叫做该点的电场强度定义式公式：，单位：，或 V/m物理意义是描述电场力的性质的物理量，能够反映电场的强弱相关因素E的大小和的大小无关，是由电场决定的，只与形成电场的电荷和该点有关，与试探电荷无关矢标性电场强度的方向与该点所受电场力的方向相同，与受电场力的方向相反，几个场强叠加时，需按矢量的运算法则，即定则。
高二物理(选修3-1)第一章-静电场-全章复习资料
高二物理(选修3-1)第一章 静电场1.1 库仑定律1．电荷：自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷．用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷为正电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为负电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．2．电荷量：电荷量是指物体所带电荷的多少．单位是库仑，字母为“C”．物体不带电的实质是物体带有等量的异种电荷．3．元电荷：电子所带电荷量e =1.6⨯10-19C ，全部带电体的电荷量都是e 的整数倍，因此电荷量e 称为元电荷．4．点电荷：点电荷是一种志向化的模型，当带电体的尺寸比它们之间的距离小得许多，以致带电体的大小、形态对相互作用力影响不大时，这样的带电体就可以看做点电荷．5．物体带电方法：（1）摩擦起电；（2）感应起电；（3）接触起电．6．电荷守恒定律：电荷既不能创建，也不能歼灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中电荷总量保持不变．7．库仑定律：（1）适用条件：① 真空中，②点电荷（2）公式：221rQ Q k F = 说明：①两个点电荷间的相互作用力是一对作用力与反作用力，不论两个带电体的电量是否相等，甚至相差悬殊，但它们间的作用力肯定大小相等、方向相反，并与它们的质量无关．②匀称带电的圆球、圆板、圆环，等效为电荷都集中在球心、圆心．③微观粒子（如电子、质子）间的万有引力比它们之间的库仑力小得多，万有引力通常忽视不计，电荷在电场中受力分析时，一般状况下物体的重力不计．1.2 电场强度 电场力的性质1．电场：（1）电场：带电体四周存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体．它是一种看不见的客观存在的物质．它具有力的特性和能的特性．（2）电场最基本的性质：对放入电场中的电荷由电场力的作用．（3）电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，此力叫电场力．2．电场强度E ：描述电场力的性质的物理量（1）定义：放入电场中某点的电荷所受电场力与此电荷所带电荷量的比值，叫电场强度．（2）定义式：q F E /=．（3）物质性：电场是电荷四周客观存在的物质，电荷之间的相互作用力通过电场而发生．（4）客观性：场强是描述电场力的性质的物理量，只由电场本身确定．电场中某点的场强与检验电荷的电性和电量q 无关，与检验电荷所受的电场力F 无关，即使无检验电荷存在，该点的场强依旧是原有的值．（5）矢量性：电场中某点的电场强度方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向．与放在该点的负电荷受的电场力的方向相反．（6）场强大小推断：a ．依据电场力推断：q F E /=b ．依据电场线推断：只与电场线疏密有关，与电场线方向无关．c ．依据匀强电场中电势差推断：E=U/d（7）电场强度的计算：q F E /=（定义式，普遍适用）2rQ kE =（用于真空中点电荷形成的电场） U/d E =（用于匀强电场） 3．电场线：在电场中画出一系列从正电荷动身到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一样，这些曲线就叫做电场线．（1）电场线是为了形象地表示电场的方向和强弱引入的假想线，它不是电场中实际存在的线．电场线也不是电荷在电场中运动的轨迹．（2）电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，其场强就越大．（3）电场线上某点的切线方向即该点的场强力向，也就是正电荷在该点所受电场力的方向．（4）静电场的电场线是不闭合的曲线，总是从正电荷(或无穷远处)发出，终止于负电荷(或无穷远处)．在没有电荷的地方电场线不会中断，也不会相交．正电荷肯定要发出电场线，负电荷肯定要接收电场线．（5）电场线不会相交或相切．4．电场的叠加：同时存在几个产生电场的场源时，电场中某点的合场强是各场源单独在该点产生场强的矢量和．1.3 电势 电场能的性质1．电势差U AB ：（1）定义：电荷在电场中，由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与移动电荷电荷量的比值W AB /q ，叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示．（2）定义式：U AB =W AB /q ．（3）电势差是标量，但有正负，正负表示电势的凹凸．2．电势φ：描述电场能的性质的物理量（1）定义：电势实质上是和标准位置的电势差．即电场中某点的电势，在数值上等于把单位正电荷从某点移到标准位置（零电势点）时电场力所做的功．（2）定义式：φA =U A∞= W A∞/q ．（3）电势是标量，但有正负，正负表示该点电势比零电势点高还是低．（4）电势凹凸推断：a ．依据移动检验电荷做功推断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势着陆(上升)；移动负电荷电场力做正功(负功)时，电势上升(着陆)．b ．依据电场线推断：沿着电场线方向，电势越来越低，逆着电场线方向电势越来越高．c ．依据场源电荷推断：离正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近，电势越低．d ．依据电势差推断：AB U >0，则A 点电势比B 点高；AB U <0，则A 点电势比B 点低．3．电势能E P ：（1）电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能量叫电荷的电势能．（2）电势能是标量．（3）电场力做功与电势能的变更的关系：电场力对电荷做正功，电荷的电势能削减，做功量等于电势能的削减量；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加，做功量等于电势能的增加量，即W电=－△E P （类比于W G =－△E P ）．4．电场力做功的计算：（1）依据电势能的变更与电场力做功的关系计算：即W 电=－△E P ．（2）应用公式W AB =qU AB 计算：①正负号运算法：依据符号规约把电量q 和移动过程的始、终两点的电势差U AB 的值代入公式W AB =qU AB ．②肯定值运算法：公式中的q 和U AB 都取肯定值代入计算，功的正负再另推断：当正（或负）电荷从电势较高的点移动到电势较低的点时，是电场力做正功（或电场力做负功）；当正（或负）电荷从电势较低的点移动到电势较高的点时，是电场力做负功（或电场力做正功）．5．等势面：（1）定义：电场中电势相同的点构成的面叫做等势面．（2）等势面的特点：①等势面是为了形象描述电场中各点电势凹凸分布而引入的假想图，不是电场中实际存在的面．②同一等势面上各点间的电势差为零，电荷在等势面上移动时电场力不做功．③电场线垂直于等势面，并指向电势降低最快的方向．④等势面不相交．⑤电场强度较大的地方，等差的等势面较密．⑥电场线的描绘：利用电场线和等势面的垂直关系，先描绘出电场中的等势面，再画出电场线．6．匀强电场中场强和等势面的关系：在匀强电场中，沿着场强方向的两点间的电势差等于电场强度跟这两点间距离的乘积，即U =Ed ，也可理解为：在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿场强方向上单位长度的电势着陆，即E =U/d ．1.4 电容器 带电粒子在电场中的运动1．电容器、电容（1）电容器：两个彼此绝缘又相互靠近的导体可构成一个电容器．（2）电容：描述电容器容纳电荷本事的物理量．①定义：电容器所带的电荷量Q （一个极板所带电荷量的肯定值）与两个极板间电势差U 的比值，叫做电容器的电容． ②定义式：U Q U Q C ∆∆==．电容C 由电容器本身的构造因素确定，与电容器所带电量Q 和充电电压U 无关．③单位：1F=106μF=1012pF④几种电容器（a ）平行板电容器：平行板电容器的电容跟介电常数ε成正比，跟正对面积S 成正比，跟两板间的距离d 成反比，即kdS C πε4=． 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，板间场强为U/d E =．（b ）固定电容器、可变电容器、电解电容器．电解电容器接入电路时应留意其极性．2． 带电体在电场中的运动（1）平衡（静止或匀速）：仅在电场力和重力作用下满意mg qE =（2）加速（1）能量：在任何电场中，若只有电场力做功，有21222121mv mv qU -=． （2）动力学：在匀强电场中，若只有电场力作用，带电体做匀变速运动，其加速度为mEq a =． （3）偏转当不计重力的带电粒子以肯定初速垂直电场方向进入匀强电场时，粒子的运动为类平抛运动，其轨迹是抛物线．当带电粒子的质量为m ，电量为q ，两平行金属板板长为l ，距离为d ，板间电压为U ，当带电粒子以初速v 0平行于两板进入电场时，两板间的场强为dU E =． 在垂直于场强方向上，粒子做匀速直线运动：t v x v v 0x ==,0．在平行于场强方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动：m qE a =，221,t mqE y t m qE v y ==． 离开电场时，粒子在板间的运动时间为0v l t =﹔ 沿电场力方向上的位移为;2212022mdv qUl at y == 速度方向上的偏转角为φ，200tan mdv qUl v v y==φ．（4）圆周运动带电粒子在点电荷形成的径向辐射状分布的静电场中，可做匀速圆周运动．如氢原子核外电子的绕核运动．此时有rv m r Qqk 22=． 3．示波器：（1）构造：示波器的核心部件是示波管，它由电子枪、偏转电极、荧光屏组成．（2）示波管的基本工作原理：利用两组正交的偏转极板，可以限制电子打在荧光屏上的位置．示意图如右：两组偏转电极分别限制电子在水平、竖直方向的偏转．一般在水平偏转电极上加扫描电压（从左向右周期性扫描），在竖直偏转电极上加须要探讨的信号．（3）示波器面板开关与旋钮的作用：如图2-1-1所示为J2459型示波器的面板．①是辉度调整旋钮，标以“☼”符号，用来调整光点和图像的亮度． 顺时针旋转旋钮时，亮度增加．②是聚焦调整旋钮“⊙”，③是协助聚焦调整旋钮“○”，这两个旋钮协作着运用，能使电子射线会聚，在荧光屏上产生一个小的亮斑，得到清楚的图像．往下是电源开关和指示灯，用后盖板上的电源插座接通电源后，把开关扳向“开”的位置，指示灯亮，经过一两分钟的预热，示波器就可以运用了．荧光屏下边第一行中，④是竖直位移旋钮，⑤是水平位移旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置． 它们中间的两个旋钮是“Y 增益”和“X 增益”旋钮，分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度，顺时针旋转时，幅度增大．中间一行左边的大旋钮是衰减调整旋钮，它有1、10、100、1000四挡，最左边的“1”挡不衰减，其余各挡分别可使输入的电压衰减为原来的1/10、1/100、1/1000．运用它可以使图像在竖直方向的幅度减小为前一挡的1/10，最右边的正弦符号“～”挡不是衰减，而是由示波器内部供应竖直方向的沟通信号电压，可用来视察正弦波形或检查示波器是否正常工作．中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮，也有四挡，可以变更加在水平方向的扫描电压的频率范围，左边第一挡是10～100Hz，向右旋转每上升一挡，扫描频率都增大10倍，最右边的是“外X”挡，运用这一挡时，机内没有加扫描电压，水平方向的电压可以从外部输入．中间的小旋钮是扫描微调旋钮，它可以在初定的频率范围内，进行连续微调，得到一确定的频率．顺时针转动时频率连续增加．底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱．左边的“DC、AC”是竖直方向输入信号的直流、沟通选择开关，置于“DC”位置时，所加的信号电压是干脆输入的；置于“AC”位置时，所加信号电压是通过一个电容器输入的，它可以让沟通信号通过而隔断直流成分．右边的“同步”也是一个选择开关，置于“+”位置时，扫描由被测信号正半周起同步，置于“－”位置时，扫描由负半周起同步．这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用，对于正弦波、方波等，无论扳到“+”或“－”，都能很好地同步．对测量没有影响．。
人教版高中物理选修选修3-1《1.3 电场强度》章节
①点电荷形成的电场中，不存在电场强度相等的点。 ②若以点电荷为球心做一个球面，电场线处处与球面垂直。 在此球面上电场强度大小处处相等，方向各不相同。
(2)等量同种电荷的电场：电场线分
布如图 1－3－8 所示(以等量正电荷为
例)，其特点有：
①两点电荷连线的中点 O 处电场强度
图 1－3－8
(1)电场和磁场统称为 电磁场 ，电磁场是一种特殊物质，
也有能量、动量。
(2)电荷之间的库仑力是通过 电场 发生的。
(3)电场是客观存在的。电场的一个重要特征就是对放入
其中的电荷有力 的作用。
2．试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：如图 1－3－1 所示，带电小球 q 是用来检验电 场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。
②两电荷的连线上：在两电荷的连线上，每点电场强度的 方向由该点指向中点 O，大小由 O 点的电场强度为零开始向两 端逐渐变大；任意一点 c 与该点关于 O 点的对称点 d 的电场强 度大小相等，方向相反，如图 1－3－6 所示。
[特别提醒] 等量同种负点电荷的电场中电场强度大小的 分布规律与等量同种正点电荷的分布规律完全相同，只是电场 强度的方向对应相反罢了。
解析：由电场强度的定义式得： E＝Fq＝34..00× ×1100－ －49 N/C＝7.5×104 N/C，即该处电场强度大小 为 7.5×104 N/C，因为放入的是负电荷，其电场力方向与电 场强度方向相反，所以电场强度方向水平向左。如果把这个 点电荷移走，该处的电场强度大小仍为 7.5×104 N/C。 答案：7.5×104 N/C 方向水平向左 7.5×104 N/C
②两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相 同，即电场强度方向都相同，总与中垂面(或中垂线)垂直且指 向负点电荷一侧，从中点到无穷远处，电场强度大小一直减小， 中点处电场强度最大。
人教版高中物理《静电场》第3节《电场强度电场线》
2、几种常见电场中电场线的分布情况
2、几种常见电场中电场线的分布情况
等量同种电荷 两点电荷连线电场强度先变小再 变大，中点O处场强最小为0
两点电荷连线中点附近的电场线 非常稀疏，但场强并不为0 两点电荷连线的中垂线上电场强 度先增大后减小
2、几种常见电场中电场线的分布情况
等量同种电荷的电场分布
E2 E1
如果相交，交点就会有两个切线方向，而同一点的场强和方向是唯一的。
3、电场线特征：
●始于正，终于负 ●不相交，不闭合 ●疏密表大小，切线指方向
4、匀强电场 1、定义：电场强度大小和方向都相同的电场
2、电场线分布图：
3、电场线特点：
匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场 线是平行等距的直线
一、电场线 1、定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇 曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。
注意：电场线不是实际存在的 线，而是为了形象地描述电场 而假象的线。
一、电场线
2、意义：
EA>EB
（1）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致 （2）电场线的疏密程度反映了电场的强弱。
2、几种常见电场中电场线的分布情况
（2） 负点电荷
会聚状
2、几种常见电场中电场线的分布情况 负点电荷的电场中电场线的分布
会聚状中心对称图形. 像黑洞把周围物体全吸进来.
特点： a.起始无穷远处，终止于负电荷. b.在以负点电荷为球心的球面上,电场线疏密相同,但切向各不相 同.球面半径越大,球面上电场线分布越疏.
等量异种电荷的电场分布
关于两电荷连线和中垂线的轴对称图形. 相吸状
①两点电荷连线上各点的场强方向从正电荷指向 负电荷，沿电场线方向场强先变小再变大.
人教物理选修3-1第1章 1
接触起电
原因
不同物质的原子核 对核外电子的束缚 力不同而发生电子 得失
导体中的自由电子 受带正(负)电物体 吸引(排斥)而靠近( 远离)
自由电荷在带电体与 导体之间发生转移
摩擦后的毛皮与橡 放于电场中的导体
举例 胶棒分别带正电和 两端带有等量异种 验电器的工作原理
物
负电
电荷
理 选
实质
均为电荷在物体之间或物体内部的转移
会和理解，以提高认知的境界。
3．理清本章分析问题的两个角度。
一是电场力的性质——从电荷在电场中受力的角度研究，侧重于利用牛顿运
物
理 选
动定律分析处理问题。
修
二是电场能的性质——从电场力做功使能量变化的角度研究，侧重于利用功
人
教 版
能关系、能量守恒分析处理问题。
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3-1 ·
第一章 静电场
1 电荷及其守恒定律
物 理 选 修 人 教 版
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3-1 ·
第一章 静电场
〔对点训练1〕 (2018·北京市朝阳区高二上学期期末)用绝缘支柱支撑着 贴有小金属箔的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在它们下部 的并列平行双金属箔是闭合的。现将带正电荷的物体C移近导体A，发现金属箔 都张开了一定的角度。如图所示，则( B )
3．电子的比荷
物
理 选 修
电子的电荷量与电子的__质__量_______之比。mee＝____1_._7_6_×__1_0_11______C/kg。
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第一章 静电场
『判一判』
(1)两个正电荷之间的作用力为斥力，两个负电荷之间的作用力为引力。
1.3电场强度 高中物理新课标版人教版选修3-1
根据库仑定律，q受到的库仑力的大小: F = k 2 r 又由电场强度的定义可得出P点的场强E的大小：
F E = q =k
Q
r2
F Q 2、 E 和 E k 2 的区别： q r
适用范围 电荷的意义 q是检验电 荷，E与q 无关 Q是场源电 荷，E与Q 成正比
F E q
Q Ek 2 r
FA
[解析] 根据库仑定律
F=k
Q1Q2
r2
可知，
+Q
A · +q B · +q FB
∵ rA < rB
∴ FA > F B
实验表明，在电场中的同一点，比值F/q是恒定 的；在电场中的不同点，比值F/q一般是不同的。 F/q这个比值由电荷q在电场中的位置所决定， 跟电荷q无关，是反映电场性质的物理量。
答：这个说法是错误的。电场线不是电荷 的运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是 速度的方向，而电场线的切线方向是正电 荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相 反）。要使两条曲线能重合，要满足一些 特殊条件，例如：①电场线是直线；②电 荷初速度为零或初速度方向与电场线在同 一直线上；③电荷只受电场力作用。
课堂训练
E是矢量，其方向与正电荷 4 (+q)在该点受到的电场力的方 向相同
5 E的单位： 牛/库 (N/C)
三、点电荷的电场 电场强度的叠加
1、点电荷的电场
Q 大小： k 2 E r
点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是 不同的，那么场强的大小由什么因素决定？ [解析]在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P 点放一试探电荷q
F
a b a b
A
B
q
人教版高中物理(选修3-1)
人教版高中物理(选修3-1) 重、难点梳理第一章电场§1.1 电荷及其守恒定律一、课标及其解读1、了解摩擦起电和感应起电，知道元电荷（①知道自然界存在两种电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；②了解摩擦起电、感应起电，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质；③知道元电荷、电荷量的概念，知道电荷量不连续变化。
）2、用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象（①知道电荷守恒定律；②应掌握完全相同的两个带电金属球相互接触后，电荷间的分配关系。
）3、了解静电现象及其在生产、生活中的应用（如静电喷涂、静电复印、经典植绒、静电除尘等。
）二、教学重点从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。
三、教学难点起电的本质四、教学易错点1、在静电感应现象中，金属导体内移动的是电子，而不是质子；2、元电荷是电荷量，并不是某个实体电荷；3、电荷量是不连续的，电荷的正负表示其带电性质。
五、教学疑点1、对起电方式及实质的理解（①对物质内部微观结构分析，说明部分物质内部电子可以自由移动；②电荷守恒，说明起电的实质不是新电荷的产生。
）2、电中性的解释，加深学生对起电的理解。
六、教学资源（一）教材中重视的问题1、关于静电现象方面的知识，初中已有介绍，而高中则更侧重于从物质微观结构的角度去认识物体带电的本质，如教材中提到的导体与绝缘体；2、能用静电现象解释生活中的现象（如课本P5第1题）。
（二）教材中重要的思想方法1、各种守恒定律是物理学的基本规律，本节进一步突出守恒的思想；2、培养学生对实验现象进行归纳、总结的能力，教材中各种实验现象均未给出具体的结论，这就要求教学中要渗透科学探究的思想方法。
§1.2 库仑定律一、教学要求1、知道点电荷，体会科学探究中的理想模型方法（①了解点电荷；②明确点电荷是个理想模型及把物体看成点电荷的条件；③体会理想化物体模型在科学研究中的作用与意义。
）2、知道两个点电荷间的相互作用规律（①通过实验,探究影响电荷间相互作用力的因素,了解库仑定律的建立过程；②知道两个点电荷相互作用的规律（库仑定律及其适用条件）；③能用数学知识解决库仑定律中存在的极值问题。
新课标人教版高中物理选修3-1全套精品教案
高中物理选修3-1全册精品教案目录第一章静电场 ................................................................... - 2 -1.1电荷及其守恒定律........................................................ - 2 -1.2库仑定律................................................................ - 5 -1.3.1电场强度.............................................................. - 7 -1.3.2专题：静电平衡....................................................... - 12 -1.4电势能电势........................................................... - 15 -1.5电势差................................................................. - 17 -1.6电势差与电势强度的关系................................................. - 19 -1.7电容器与电容........................................................... - 21 -1.8带电粒子在电场中的运动................................................. - 23 - 第二章、恒定电流 .............................................................. - 26 -2.1、导体中的电场和电流（1课时）.......................................... - 26 -2.2、电动势（1课时）...................................................... - 28 -2.3、欧姆定律（2课时）.................................................... - 30 -2.4、串联电路和并联电路（2课时）.......................................... - 32 -2.5、焦耳定律（1课时）.................................................... - 34 - 第三章磁场 ................................................................... - 37 -3.1 磁现象和磁场（1课时）................................................ - 37 -3.2 、磁感应强度（1课时）................................................ - 39 -3.3 、几种常见的磁场（1.5课时）........................................... - 41 -3.4 、磁场对通电导线的作用力（1.5课时）................................... - 44 -3.5、磁场对运动电荷的作用（1课时）........................................ - 47 -3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）............................................................. - 49 -第—章静电场1.1电荷及其守恒定律教学三维目标（—）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全
人教版高中物理选修3-1 全册知识点总结大全第一章 静电场第1课时 库仑定律、电场力的性质考点1.电荷、电荷守恒定律自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。
例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。
同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻小物体1. 元电荷：电荷量c e 191060.1-⨯=的电荷，叫元电荷。
说明：任意带电体的电荷量都是元电荷电荷量的整数倍。
2.使物体带电也叫起电。
使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。
3电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。
考点2.库仑定律1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的连线上。
2. 公式：叫静电力常量）式中,/100.9(229221C m N k rQ Q kF ⋅⨯== 3. 适用条件：真空、点电荷。
4. 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状体积对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。
考点3.电场强度 1.电场⑴ 定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
⑵ 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
⑶ 静电场：静止的电荷产生的电场 2.电场强度⑴ 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。
⑵ 定义式：q FE =E 与F 、q 无关，只由电场本身决定。
⑶ 单位：N/C 或V/m 。
⑷ 电场强度的三种表达方式的比较（5）矢量性：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。
（6）叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的矢量叠加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。
人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》知识点考点总结(详细)
物理选修3-1第一章《静电场》知识点、考点总结（详细）一、电荷、电荷守恒定律1、两种电荷：“+”“-”用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷：所带电荷的最小基元，一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子(或质子)所带的电量。
说明：任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
荷质比(比荷)：电荷量q与质量m之比，(q/m)叫电荷的比荷3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
③感应起电：带电体靠近不带电的物体，使不带电的物体带上电的现象。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子4、电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．二、库仑定律1．内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸)2．公式：221 r QQkF k＝9．0×109N·m2／C2极大值问题：在r和两带电体电量和一定的情况下，当Q1=Q2时，有F最大值。
3．适用条件：（1）真空中；（2）点电荷．点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）。
点电荷很相似于我们力学中的质点．注意：①两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律②使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同性相排斥，异性相吸引”的规律定性判定。
人教版高中物理选修3-1目录
人教版高中物理选修3-1目录第一章静电场1.电荷及其守恒定律电荷电荷守恒定律元电荷2.库仑定律库仑定律库仑的实验3.电场强度电场电场强度点电荷的电场电场强度的叠加电场线匀强电场4.电势能和电势静电力做功的特点电势能电势等势面5.电势差6.电势差与电场强度的关系7.静电现象的应用静电平衡状态下导体的电场导体上电荷的分布尖端放电静电屏蔽8.电容器的电容电容器电容平行板电容器的电容常用电容器9.带电粒子在电场中的运动带电粒子的加速带电粒子的偏转示波器的管理第二章恒定电流1.电源和电流电源恒定电流3.欧姆定律欧姆定律导体的伏安特性曲线4.串联电路和并联电路串联电路和并联电路的电流串联电路和并联电路的电压串联电路和并联电路的电阻电压表和电流表5.焦耳定律电功和电功率焦耳定律6.导体的电阻影响导体电阻的因素导体的电阻7.闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律路端电压与负载的关系8.多用电表的原理欧姆表多用电表实验: 练习使用多用电表测量小灯泡的电压测量通过小灯泡的电流测量定制电阻测量二极管的正反向电阻实验: 测定电池的电动势和内阻实验原理实验方法数据处理9.简单的逻辑电路“与”门“或”门“非”门第三章磁场1.磁现象和磁场磁现象电流的磁效应磁场地球的磁场2.磁感应强度磁感应强度的方向磁感应强度的大小3.几种常见的磁场几种常见的磁场安培分子电流假说匀强磁场磁通量4.通电导线在磁场中受到的力安培力的方向安培力的大小磁电式电流表5.运动电荷在磁场中受到的力洛仑兹力的方向和大小电视显像管的工作原理6.带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动回旋加速器。
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3 电场强度问题探究一个物体没有与地球接触，就能受到重力作用，重力是重力场传递的.两个电荷没有相互接触，彼此间就有相互作用的静电力，那么静电力是如何发生的？当两个带电小球之间的距离发生变化时，其静电力的大小也会发生变化，可见电场是有强弱的.我们通过怎样的方式来检验电场的强弱分布呢？自学导引1.电场：电荷周围客观存在的一种特殊物质叫________，电场的基本性质是对放入其中的电荷或微小物体有______的作用．电荷之间的相互作用力是通过________发生的. 答案：电场 力 电场2．电场强度（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的 ___________，简称________，用符号_______来表示.（2）定义式：________________________，它适用于所有静电场．（3）单位：牛／库仑(N ／C)或伏/米（V/m ）.（4）方向：电场强度是________，物理学中规定，电场中某点场强的方向与__________在该点所受 __________的方向相同，与负电荷在该点所受静电力的方向________. 答案：（1）电场强度 场强 E（2）E=qF （4）矢量 正电荷 静电力 相反 3．真空中的点电荷的电场强度：E=k2r Q ，它只适用于___________________的场强计算. 答案：真空中点电荷4．电场的叠加：在同一空间，如果有几个静止电荷同时产生电场，那么空间某点的场强是各电荷________存在时在该点所产生的场强的________和，合场强的计算应遵守_____________________.答案：单独 矢量 平行四边形定则5．电场力：电荷在电场中受到的作用力，其大小为：___________，正电荷受的电场力的方向与电场强度方向________，负电荷受的电场力的方向与电场强度方向________.图1-3-1答案：F=qE 相同 相反6．电场线：在电场中画出若干曲线，曲线上任意一点的切线方向都和该点的场强方向________（如图1-3-1所示）；电场线虽然可以用实验的方法来模拟，但电场中并不________电场线，它只是为了形象地描述电场而引入的一种________的曲线．答案：相同 存在 假想7．电场线的特点：（1）静电场中，电场线起始于__________，而终止于__________ (或___________)或起始于___________而终止于__________.（2）电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向________.（3）任意两条电场线__________，不中断．（4）电场线的疏密程度反映了场强的________．电场线越密的地方，场强________；电场线越稀的地方，场强越弱.（5）电场线不表示电荷在电场中的运动轨迹．答案：（1）正电荷 负电荷 无穷远处 无穷远处 负电荷（2）相同（3）不相交（4）强弱 越强8．匀强电场：在电场中的某一区域里，电场强度的大小处处________、方向处处________，这个区域的电场叫匀强电场．匀强电场的电场线是________、__________的一簇直线． 答案：相等 相同 平行 等间距疑难剖析一、公式E=qF 和E=k 2r Q 的区别 公式E=qF 是电场强度的定义式，对任何情况都适用． 公式E=k2r Q 仅适用于真空中点电荷的电场，E=q F 提供了量度电场强度的一种方法；E=k 2r Q 则提供了真空中点电荷电场的场强计算方法.在E=qF 中q 是试探电荷，故E 与q 无关，而在E=k 2r Q 中Q 是产生电场的场源电荷，故E 与Q 成正比． 二、电场力和电场强度的区别和联系【例1】 (2000年上海高考)如图1-3-2所示，一带电荷量为q 的金属球，固定在绝缘的支架上，这时球外P 点的电场强度为 E 0.当把一电荷量也是q 的点电荷放在P 点时，测得点电荷受到的静电力为F 1；当把一电荷量为 aq 的点电荷放在P 点时，测得作用在这个点电荷的静电力为F 2.则在国际单位制中（ ）图1-3-2A ．F 1的数值等于qE 0B ．F 2的数值等于aF 1C ．a 比1小得越多，F 2的数值越接近aqE 0D ．a 比1小得越多，F 2的数值越接近aF 1 思路分析：本题涉及的问题是是否能将放入P 点的点电荷看作试探电荷．显然，当引入电荷的电荷量也为q 时，它对金属球表面的电荷分布会带来影响，这个电荷不能作为试探电荷，它改变了金属球作为带电体在空间中产生电场的分布，因此，P 点的场强会因引入q 而发生变化，不再为E 0，则A 错.当置于P 点电荷的电荷量为aq 时，金属球电荷的分布情况发生变化，故P 点的场强发生改变，即在两种情况下所受电场力与带电荷量都不成正比，故B 错误.a 比1小得越多，aq 电荷对金属球的表面电荷分布影响越小，该处的电场强度越接近E 0，此时F 的值越接近aqE 0.答案：C温馨提示：对于金属球来说，作为场源电荷，本来它在P 点的场强由它自己决定，取决于它的带电荷量及到P 点的距离，但引入另一电荷后，会改变空间中的电场分布，从而改变P 点的场强、除非该电荷可看作检验电荷，带电荷量足够小，不至于明显地影响到金属球的电荷分布，因此做题时一定要注意物理规律的成立条件，不能直接套用一切情况.【例2】 研究表明，地球表面的电场强度不为零，假设地球表面附近的电场强度的平均值为20 N/C ，方向垂直地表面向下，则地球表面带____________电，平均每平方米表面带电荷量为q=___________.(已知静电力常量k=9.0×109 N ·m 2/C 2，π取3.0，地球半径R 取6.4×106 m)思路分析：把地球等效为一个均匀带电的球体，将其表面的电荷量看作全部集中于地球的球心，由地球表面附近的电场强度方向垂直地球表面向下可知地球表面带负电.由E=2R kQ ,得Q=kER 2，每平方米均匀带电荷量σ=24R Q ，代入数值得σ=1.85×10-10 C. 答案：负 1.85×10-10 C温馨提示：有些同学刚看到这个题的时候感到无从下手，但如果注意到题目中给了地球的场强和半径，就能联想到我们所学的点电荷的场强了.我们知道，一个半径为R 的均匀带电球体在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相等，球外各点的电场强度也是E=2RkQ .这里我们把可以地球看成是一个均匀带电球体. 三、几种常见电场线的分布及特点1．点电荷的电场：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远，负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷，如图1-3-3所示．图1-3-3(1)点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点．(2)若以点电荷为球心做一个球面，电场线处处与球面垂直．在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同.2．等量同种电荷的电场：电场线分布如图1-3-4所示（以等量正电荷为例），其特点有：(1)两点电荷连线的中点处场强为零，此处无电场线，向两侧场强逐渐增大，方向指向中点．(2)两点电荷连线中点沿中垂面(中垂线)到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小，方向背离中点．图1-3-43．等量异种电荷的电场：电场线分布如图1-3-5所示（以等量正负电荷为例），其特点有：图1-3-5(1)两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷，沿电场线方向先变小再变大，中点处场强最小．(2)两点电荷连线的中垂面(中垂线)上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同，总与中垂面（或中垂线）垂直且指向负电点荷一侧，从中点到无穷远处，场强大小一直减小，中点处场强最大．4．匀强电场：场强的大小、方向处处相同，电场线为间距相等的平行直线，电场线分布如图1-3-6所示.图1-3-6四、电场线是电荷在电场中的运动轨迹吗？电场线有曲线的，也有直线的，下面我们分两种情况讨论．(1)电场线是曲线的情况：如图1-3-7所示，将一正点电荷置于P点，(静止)电荷所受电场力的方向沿该点的切线方向，那么电荷要沿切线加速，必然偏离电场线，电场线不能成为粒子的运动轨迹；如果点电荷有初速度v0，不论v0的方向如何，带电粒子带何种电荷，电场线均不能成为电荷的运动轨迹.图1-3-7(2)电场线是直线的情况：在动力学中我们知道，一个物体做直线运动，必须满足物体所受合外力的方向与初速度的方向在一条直线上，或者初速度为零而合外力的方向始终在一条直线上.如果电场线是一条直线，而带电粒子只受电场力(或合外力方向在电场线上)，同时满足初速度为零(或初速度的方向在电场线上)，电场线才与粒子的运动轨迹重合．【例3】图1-3-8中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为Q1、Q2，MN是ab连线的中垂线，P是中垂线上的一点.下列哪种情况能使P点场强方向指向MN的左侧（）图1-3-8A．Q1、Q2都是正电荷，且Q1＜Q2B．Q1是正电荷，Q2是负电荷，且Q1＞|Q2|C．Q1是负电荷，Q2是正电荷，且|Q1|＜Q2D．Q1、Q2都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|思路分析：作出A、B、C、D四种情况的矢量合成如图1-3-9所示，可以看出A、C、D三种情况中P点场强都指向MN左侧.图1-3-9答案：ACD温馨提示：本题考查电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.在考试中要善于作图分析.【例4】 如图1-3-10所示，正电荷Q 放在一匀强电场中，在以Q 为圆心、半径为r 的圆周上有a 、b 、c 三点，将检验电荷q 放在a 点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何?b 、c 两点的场强大小和方向如何?图1-3-10思路分析：根据题意可知，检验电荷q 所在点的电场是由两个电场叠加而成的.根据题意可知，正电荷Q 在a 点的场强和匀强电场的场强大小相等、方向相反，所以匀强电场的大小为E=k2r Q ，方向向右，如图1-3-11所示．在b 点，两个电场合成可得E b =2k 2r Q ；在c 点，两个电场合成可得E C =2k 2r Q .图1-3-11思维陷阱：在空间如果几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场，求某点场强的矢量和，遵循平行四边形定则．此题经常出错的原因在于只求出一个场强，而忽视了场强的叠加.拓展迁移1.电场中某点的电场强度与放入该点的试探电荷有关吗?答案：电场中某点的电场强度E 是唯一的，是由电场本身的特性(形成电场的电荷及空间位置)决定的.虽然E=qF ，但场强E 绝不是试探电荷所受的电场力，也不是单位正试探电荷所受的电场力，因为电场强度不是电场力，电场中某点的电场强度，既与试探电荷的电荷量q 无关，也与试探电荷的有无无关．因为即使无试探电荷存在，该点的电场强度依然是原有的数值.2.在空间中任意两条电场线为什么不会相交?答案：在空间任何一点，如果存在电场的话，其方向只可能有一个，如果在该点有两条电场线相交，相交点就出现了两个电场方向，这当然是不可能的.实际电场线在空间也不会相切，如果相切，电场线之间的间距为零，此处的电场强度就会是无穷大.。